부경대 연구팀, 금속 유기 골격체 기반 고성능 복합막 개발

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(부산=연합뉴스) 신정훈 기자 = 국립부경대학교는 공업화학전공 조계용 교수 연구팀이 금속 유기 골격체(MOF) 기반 고성능 복합막을 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 금속 유기 골격체 중 하나인 UiO-66 나노입자에 의도적으로 결함을 유도하고, 이 결함이 복합막 제조와 성능에 미치는 영향을 분석해 고성능 복합막을 개발하는 데 성공했다.

금속 유기 골격체 소재는 금속과 유기물이 합성돼 만들어진 다공성, 결정성 입자를 말한다.

다양한 조합을 할 수 있고 균일한 기공크기 및 높은 조정성 등 독특한 특성으로 인해 촉매, 가스 분리 및 저장 등 다양한 분야에 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 이 소재는 고분자 소재와의 상용성이 낮아 입자 뭉침 등으로 막 안정성 및 분리 성능이 크게 떨어지게 되는 단점이 있다.

또 이 소재로 복합막을 얇게 제조할 때 분리 구동 조건에 따라 형태 안정성이 낮아 박막 형태로 제조가 어려운 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 반응 조절제(modulator) 등 반응물 농도 조절을 통해 UiO-66 입자에 의도적으로 결함을 유도하는 합성법을 개발했다.

입자의 계면 특성을 쉽고 간단한 방법으로 제어하면서 고용량 합성에 유리한 반응 조건을 개발해 박막형 분리막에서도 안정적인 구동 성능을 보이는 복합막을 개발해냈다.

연구팀은 "금속 유기 골격체 소재의 결함을 의도적으로 조절하거나 제어할 수 있다면 다양한 분야에서 활용되고 있는 이 소재를 적용하는 관련 산업이 점점 더 많아지고 다양해질 것"이라고 밝혔다.

연구 결과를 담은 논문은 화학 공학 분야 국제학술지(Chemical Engineering Journal)에 15일 게재됐다.

sjh@yna.co.kr

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